An Auxin-Mediated Shift toward Growth Isotropy Promotes Organ Formation at the Shoot Meristem in Arabidopsis

Autor: Ursula Abad, Gladys Cloarec, Benjamin Gilles, Jiří Friml, Massimiliano Sassi, Xu Chen, Coralie Cellier, Olivier Ali, Olivier Hamant, Jan Traas, Christophe Godin, Teva Vernoux, Frédéric Boudon, Pascale Milani
Přispěvatelé: Reproduction et développement des plantes (RDP), École normale supérieure de Lyon (ENS de Lyon)-Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL), Université de Lyon-Université de Lyon-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Modeling plant morphogenesis at different scales, from genes to phenotype (VIRTUAL PLANTS), Inria Sophia Antipolis - Méditerranée (CRISAM), Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Amélioration génétique et adaptation des plantes méditerranéennes et tropicales (UMR AGAP), Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad)-Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Centre international d'études supérieures en sciences agronomiques (Montpellier SupAgro)-Institut national d’études supérieures agronomiques de Montpellier (Montpellier SupAgro)-Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad)-Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Centre international d'études supérieures en sciences agronomiques (Montpellier SupAgro)-Institut national d’études supérieures agronomiques de Montpellier (Montpellier SupAgro), Amélioration génétique et adaptation des plantes méditerranéennes et tropicales (UMR AGAP), Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad)-Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Centre international d'études supérieures en sciences agronomiques (Montpellier SupAgro)-Institut national d’études supérieures agronomiques de Montpellier (Montpellier SupAgro), Institute of Science and Technology [Klosterneuburg, Austria] (IST Austria), Department of Plant Biotechnology and Genetics, Universiteit Gent = Ghent University (UGENT), Image & Interaction (ICAR), Laboratoire d'Informatique de Robotique et de Microélectronique de Montpellier (LIRMM), Université de Montpellier (UM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Montpellier (UM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Laboratoire Joliot Curie, École normale supérieure de Lyon (ENS de Lyon)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), European Project: 235447,GA,FP7-ERANET-2008-RTD,ERASYSBIO+(2008), École normale supérieure - 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Jazyk: angličtina
Rok vydání: 2014
Předmět:
Zdroj: Current Biology-CB
Current Biology-CB, 2014, 24 (19), pp.2335-2342. ⟨10.1016/j.cub.2014.08.036⟩
Current Biology-CB, Elsevier, 2014, 24 (19), pp.2335-2342. ⟨10.1016/j.cub.2014.08.036⟩
Current Biology
ISSN: 0960-9822
1879-0445
DOI: 10.1016/j.cub.2014.08.036⟩
Popis: International audience; To control morphogenesis, molecular regulatory networks have to interfere with the mechanical properties of the indi-vidual cells of developing organs and tissues, but how this is achieved is not well known. We study this issue here in the shoot meristem of higher plants, a group of undifferenti-ated cells where complex changes in growth rates and direc-tions lead to the continuous formation of new organs [1, 2]. Here, we show that the plant hormone auxin plays an impor-tant role in this process via a dual, local effect on the extracellular matrix, the cell wall, which determines cell shape. Our study reveals that auxin not only causes a limited reduction in wall stiffness but also directly interferes with wall anisotropy via the regulation of cortical microtubule dy-namics. We further show that to induce growth isotropy and organ outgrowth, auxin somehow interferes with the cortical microtubule-ordering activity of a network of proteins, in-cluding AUXIN BINDING PROTEIN 1 and KATANIN 1. Numer-ical simulations further indicate that the induced isotropy is sufficient to amplify the effects of the relatively minor changes in wall stiffness to promote organogenesis and the establishment of new growth axes in a robust manner.
Databáze: OpenAIRE
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